Varannan år sedan 2002 håller U.S. Department of Energy (USDOE) en arkitektkonkurrens för design- och ingenjörsstudenter. Högskolor och universitet från hela världen samarbetar för att presentera hållbara prototyper av marknadsförbara, hållbara och prisvärda hem. Deras avgift? Designa och bygga ett livligt litet hus som helt körs - från varmvattenberedare och elektriska lampor till spis och VVS - av solenergin samlad vid ett 10-dagars evenemang, regn eller glans. Tävla sedan mot andra lag för att samla så många poäng du kan i tio kategorier. Detta är den amerikanska Solar Decathlon. Att undersöka mönstren från tidigare vinnare kan lysa ljus på framtiden för bostadsarkitektur - så vad kan allmänheten lära sig av studentidéer som presenteras vid en regeringsstödad tävling?
De tio tävling för 2017 Solar Decathlon är dessa: Arkitektur (t.ex. genomföra ett koncept, designa för givet utrymme, dokumentera specifikationer), Marknadspotential (livbarhet och kostnadseffektivitet för en specifik målmarknad), teknik, kommunikation (t.ex. offentliga turer), innovation, vatten (fångst, användning och återanvändning inom och utanför), hälsa och komfort (energi som används för att värma och kyla), apparater (energiförbrukning), Home Life (t.ex. alla team deltar i verkliga aktiviteter som att ladda en elbil och vara värd för en kvartsmiddag) och Energy (fånga, lagra och använda elektricitet).
Collegiate-team inser snart att arkitektens uppgift inte bara är att utveckla en exteriörstil utan också att bygga in arkitektoniskt hållbarhetsfunktioner och ett flexibelt inre utrymme, tillsammans med ärlig dokumentation och offentlig presentation - alla verkliga aktiviteter i ett arkitektfirma. EN smart bil hjälper också, särskilt om det bränsleeffektiva.
Även med gratis arbetskraft för studenter och fakulteter är det en dyr strävan att gå in i Decathlon. Prototyper tillverkas lokalt och transporteras sedan till tävlingsplatsen - dyra om du är en skola i Tyskland eller Puerto Rico. Kostnaderna för att transportera huset till den gemensamma utställningsplatsen kan vara oöverkomliga. Förutom planering, som tar de två åren mellan Decathlons, läggs en god del tid på att registrera sponsorer och givare för att bekräfta kostnaden för byggmaterial. Från och med 2017 får de fem bästa lagen vardera kontantpriser på $ 100 000 eller mer, men i alla tidigare år var deltagarna på egen hand.
Vad blir av allt detta arbete, och vart går husen? De flesta av posterna återlämnas till sina hemstater (eller länder) och campus. Många används som klassrum och laboratorier. Vissa bostäder säljs till privatpersoner. Deltec förhandlade netto-nollhem har modifierat några mönster, som Appalachian State University's Homestead 2011, och erbjöd dem till salu som prefabricerade satser. Delta T-90-huset byggt av Norwich University för Solar Decathlon 2013 är nu på grund av Frank Lloyd Wrights Wescott House i Springfield, Ohio. SURE-huset på denna sida skickades tillbaka till sitt New Jersey-hem efter att ha vunnit hela evenemanget 2015. Det är öppet för allmänheten på Liberty Science Center i Jersey City.
NeighborhoodHub placerades först i U.S. Solar Decathlon 2017. Detta var första gången inträde för ett kombinerat team av École Polytechnique Fédérale de Lausanne, School of Ingenjör och arkitektur Fribourg, Genève universitet för konst och design och universitetet i Fribourg. Tillsammans är de det schweiziska teamet.
Varje Solar Decathlon-team försöker få så många poäng som möjligt i var och en av kategorierna. Eftersom varje team har samma begränsningar visas vanliga lösningar från år till år. Element av arkitektur, teknik och teknik som fokuserar på energibesparingar inkluderar ofta dessa:
material - nya idéer för strukturella isolerade paneler (SIP); lokala material och digitala planer; skyddande skärmdörrar anpassade för den lokala miljön (brand, vind, stormbeständig); återanvända, återvunna och återvunna byggnadsmaterial (t.ex. träspår från fraktpallar, mattor från fisknät, återvunnen denimisolering, återvunnen keramisk badrumsplatta)
Hållbara element - aktiva solpaneler och passiv solenergi; återvunnet gråvatten; netto-noll energi eller producerar mer än att använda; hydroponiska trädgårdar och vertikala trädgårdsväggar; gröna eller levande väggar och vertikala trädgårdar; brise sulor eller solbrytande nyanser som elektroniskt rör sig och anpassar sig till solens värme och bländning
Utseendet på dessa solhus är ofta traditionellt i design, som California Craftsman bungalows med offentliga och privata vingar. Många idéer verkar inspireras av arkitekter som redan har designat miljövänliga, moderna bostäder, som den australiensiska ikonen Glenn Murcutt, den holländska De Stijl-arkitekten Gerrit Rietveld, den japanska Pritzker-vinnaren Shigeru Ban, och Den amerikanska arkitekten Frank Lloyd Wright.
SU + RE (hållbart + elastiskt) HUS placerade först ut av de 14 lagen som tävlade i U.S. Solar Decathlon 2015. Det var tredje gången Stevens Institute of Technology deltog i det nationella evenemanget, men det var deras första övergripande mästerskap.
Skolan i Hoboken, New Jersey har utsikt över Lower Manhattan och ett minne från orkanen Sandy 2012. Studenterna här är känsliga för både nöd- och klimathändelser, som de vet kan vara samma händelse. Deras mål med SURE House var att skapa en ny självhållande strandprototyp, en "högpresterande, solenergi-hus som är pansar mot extremt väder "men som är" förpackat som en bekväm, vacker strand hus."
Deras design passade väl för evenemangets lokalitet som hölls på Orange County Great Park i Irvine, Kalifornien. SURE-huset kunde fungera från elnätet med en rad passiva och aktiva solfångare. Deras webbplats surehouse.org/ hedrar processen och människorna bakom det vinnande bidraget.
LISI är en förkortning för Living jagnspired av SÅLLBAR jagnnovation och är namnet på solhemmet designat av studenter från Wiens tekniska universitet i Österrike för U.S. Department of Energy Solar Decathlon. Tävlingen hölls i Irvine, Kalifornien, och LISI slutade först av 19 deltagare.
På lagets webbplats, solardecathlon.at/house/, LISI beskrivs som "Ett hus för dig var du än är." Funktioner inkluderade utbytbara arkitektoniska element som öppnas och stängs; två uteplatser för estetisk balans; passiv solkonstruktion i kombination med ett automatiserat skärmsystem; ett soltak som skördade överskottsenergi; och förvaring integrerad i väggarna. Designen placerades som fjärde i Architecture-tävlingen, men det var den övergripande första platsfinishen som gjorde att teamet stolt utropade att vara ”världsmästare” i ”världens bästa solhus”.
University of Marylands inträde som heter Watershed vann första plats totalt i U.S. Solar Decathlon 2011 som hölls på National Mall's West Potomac Park i Washington, D.C.
Funktioner i den vinnande posten inkluderar a vertikal trädgård, ett hemmeautomationssystem, a Flytande torkmedel Vattenfall (LDW) för att ta bort luftfuktigheten, arkitektoniska "skjul" att separata offentliga och privata inre utrymmen, och ett "tungt stick" -system för inramning (trippel-2x6 tum studspaket, 4 fot i mitten), som de kallar "en hybrid av konventionell stick inramning och kraftig timmer inramning."
De LDW hade använts 2007 som ett inslag i en tidigare University of Maryland-post, LEAF-huset. Att ta bort fukt från luften genom att använda litiumklorid istället för en typisk luftkonditionering sparar energi, men det är inte allt. Enheten blir en del av den exponerade arkitekturen när den integreras som ett vattenfall.
Solhemmet som byggdes av studenter från Technische Universität Darmstadt i Tyskland vann första plats totalt i U.S. Solar Decathlon 2009. Inom ett fält på 20 skolor fick team Tyskland mycket höga poäng för energieffektivitet.
Solhemmet designat av det tyska teamet var en två våningar kub täckt med solceller. Hela huset blev en kraftgenerator med 40 enkristalliga kiselpaneler på taket och med sidospår tillverkade av tunnfilms solceller monterade på aluminiumremsor. Det fotovoltaiska (PV) systemet genererade och lagrade cirka 200% mer energi än huset som faktiskt användes. För denna teknik tjänade laget det maximala antalet poäng i Net Metering-tävlingen.
Andra energibesparande funktioner inkluderade vakuumisoleringspaneler och specialmaterial i gipsväggen för att hjälpa huset att hålla behagliga temperaturer. Vid fönstren hjälpte automatiserade lameller att kontrollera mängden solvärme som kommer in i huset.
För att maximera utrymmet och flexibiliteten arrangerades detta solenergihem i vardagszoner istället för rum. Studenter från Technische Universitat Darmstadt designade det övergripande vinnande solhemmet för Solar Decathlon 2007 i Washington, D.C., Skolan placerades först i Architecture, Lighting, Energi balans, och teknik tävlingar.
Naturligt trä och glas gjorde huset "Made in Germany" visuellt fantastiskt. De takluckorna i ek var täckta av solceller och kombinerade passiva och aktiva solidéer. Inuti experimenterade de tyska studenterna med en speciell wallboard innehållande paraffin. Under dagen absorberade paraffinet (vaxet) värme och mjuknade. På natten härdade vaxet och släppte värmen. Kallas fasväxling gips, väggsystemet var mer framgångsrikt av det tyska teamet 2009, som också blev övergripande Decathlon-vinnare. Fasbyte gips har blivit ett gör-det-själv-material, eftersom dess effektivitet är mycket beroende av det lokala klimatet som det är installerat i. Den amerikanska Solar Decathlon ger den typiska husägaren en chans att undersöka dessa experimentella idéer som inte lätt finns i Lowes eller Home Depot-butiker.
2005 var den amerikanska Solar Decathlon bara två år gammal, efter att ha bytt till ett udda-årigt evenemang, men det hölls återigen på National Mall i Washington, D. C. i början av oktober. Den första platsvinnaren hade inte den största fotovoltaiska matrisen, men de presterade bättre än energilagring. Solhuset med sitt rörliga tak byggt av University of Colorado, Denver och Boulder var den totala vinnaren.
Uppdragsförklaringen om BioS (h) IP-designen förklarade lagets avsikt "att integrera naturliga material och innovativ teknik i en miljömedveten, offentligt tillgänglig, modulär, solenergi-design. "Byggnadsmaterialen och inredningen var organisk, inklusive" soja, majs, kokosnöt, vete, rapsolja, citrusoljor, socker och till och med choklad."
Väggarna kombinerade två komponenter, beskrivna som sammansatta "som en gigantisk glassmörgås." En sojaolja skumisolering kallas BioBase 501 av BioBased Systems placerades mellan två paneler av Sonoboard - en stark, lätt kartong gjord av återvunnet material av Sonoco Företag. Dessa två material utanför hyllan skapade en ny väggskiva för Decathlon 2005. Teamets vinst ledde till grundandet av ett Colorado-företag, BioSIPs, Inc., som fortsätter att tillverka de strukturella isolerade panelerna (SIP) som uppfanns för Solar Decathlon 2005.
Den totala vinnaren av den allra första amerikanska Solar Decathlon kallades BASE + (Building a Sustainable Environment) designad av University of Colorado i Boulder. Det framgångsrika experimentet visade att ett solhus kunde byggas av Home Depot-material och att estetiken var viktigare än optimal effektivitet. Till exempel lutades solpanelerna på taket inte till en optimal vinkel, utan till en mer estetisk kompromiss. De planritning av vinnaren 2002 illustrerar grafiskt splay- eller vingdesignen. Det offentliga bostadsområdet är tydligt separerat från det privata sovrummet, även på 660 kvadratmeter.
Idag är huset 2 700 fot2 privat bostad i Golden, Colorado - utökat, men med mest all teknik i takt.
De ursprungliga tävlingarna i kategorin 10 var design och livbarhet; Designpresentation och simulering; Grafik och kommunikation; Komfortzonen (inre HVAC); Kylning (bibehåller temperatur med minsta energi); Varmvatten (för typiska aktiviteter som bad, tvätt och diskmedel); Energibalans (använder bara solens energi); Belysning; Hemmaföretag (kraft nog för behov); och komma runt (ström för ett elfordon).
Varje lags hem inkluderade ett kök, vardagsrum, sovrum, badrum och hemmakontor, med minst 450 kvadrat fot (41,8 kvadratmeter) konditionerat utrymme inom ett maximalt byggavtryck på 800 kvadratfot (74,3 kvadratmeter) meter). Även om de delade dessa gemensamma krav varierade arkitekturen i den första någonsin Solar Decathlon, från traditionell till modern samtida.
"Studenterna och fakulteten som deltog i Solar Decathlon 2002 gjorde historia," hävdade författarna till Händelsen i översyn.
Av dessa skäl har det regeringssponserade evenemanget fortsatt och blivit mer framgångsrikt med åren. Den amerikanska Solar Decathlon har inte bara blivit mer profilerad, utan evenemanget blir också mer och mer viktigt för de ständigt växande miljömedvetna medborgarna i världen som försöker rädda denna planet mänskligheten.
källor: https://www.solardecathlon.gov/past/2002/where_is_colorado_now.html; "Sammanfattning," Solar Decathlon 2002: The Event in Review, National Renewable Energy Laboratory, DOE / GO-102004-1845, juni 2004, s. viii (PDF); Golvplan för vinnaren 2002 med tillstånd av US Department of Energy, National Renewable Energy Laboratory, Alliance for Sustainable Energy och Solar Decathlon; Solar Decathlon 2005: The Event in Review, National Renewable Energy Laboratory, DOE / GO-102006-2328, juni 2006, s. 20 (PDF) [öppnades 13 juli 2017]; SURE, About the Prototype from Team Page at www.solardecathlon.gov/2015/competition-team-stevens.html, U.S. Department of Energy Solar Decathlon 2015 [accessed October 11, 2015]; LISI, Om prototypen från Teamsidan på www.solardecathlon.gov/team_austria.html, 2013 U.S. Department of Energy Solar Decathlon 2013 [åtkom den 7 oktober 2013]